CH150020A - Verfahren zum Anzeigen und zur Regelung des Gehaltes an chemischen Wasserreinigungsmitteln in strömendem Wasser oder Abwasser. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Anzeigen und zur Regelung des Gehaltes an chemischen  Wasserreinigungsmitteln in strömendem Wasser oder Abwasser.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren  und eine Vorrichtung zum Anzeigen und  zur Regelung des Gehaltes an chemischen  Wasserreinigungsmitteln in strömendem  Wasser oder Abwasser. Nach der Erfindung  besteht das Verfahren darin, dass die zwi  schen zwei Elektroden, von denen die eine  von dem Wasser vor dem Zusatz des Reini  gungsmittels und die andere von dem Was  ser nach dem Zusatz des Reinigungsmittels  umspült wird, erzeugte Spannung gemessen  und nach dieser Messung die Zufuhr des  Wasserreinigungsmittels zum Wasser gere  gelt wird.  



  Bei der Regulierung der Zugabe von  Clor oder ähnlichen Wasserreinigungsmitteln  zu strömendem Wasser oder Abwasser wer  den gewöhnlich Verfahren und Vorrichtun  gen benutzt, bei denen die Menge oder Strö  mungsgeschwindigkeit des Wassers oder Ab  wassers Regler beeinflusst, die ihrerseits wie  der in direktem Verhältnis dazu die Do  sierung des Zusatzes regeln, wenn es sich    darum handelt, das Mengenverhältnis zwi  schen dem Wasser oder dem Abwasser und  dem Zusatz unabhängig von der Durchfluss  menge des Wassers oder Abwassers kon  stant zu halten.

   Es gibt aber auch zahlreiche  Fälle, bei denen eine selbsttätige Regulie  rung des zuzusetzenden Chlors oder derglei  chen nicht einfach in direktem Mengenver  hältnis vorgenommen werden kann, weil das  Wasser oder Abwasser zu verschiedenen Zei  ten, beispielsweise zu verschiedenen Tages  stunden, eine wechselnde Zusammensetzung  und damit beispielsweise ein wechselndes  Absorptionsvermögen für Chlor haben kann.  In diesen Fällen sind die oben beschriebenen  Verfahren nicht geeignet.  



  Es wurde nun gefunden, dass zwischen  zwei Elektroden, von denen die eine von dem  unbehandelten Wasser oder Abwasser und  die andere von dem behandelten Wasser oder  Abwasser umspült wird, eine Spannung er  zeugt wird, die so gross ist, dass sie zum  Anzeigen und zur Registrierung des Gehal-      tes des Wassers oder Abwassers an Chlor  oder dergleichen benutzt und mit Vorteil  sogar zur Steuerung eines Reglers für die  Zufuhr des Wasserreinigungsmittels zum  Wasser oder Abwasser verwendet werden  kann.  



  Die Elektroden, die zur Durchführung  des Verfahrens gemäss der Erfindung ver  wendet werden können, bestehen aus Stof  fen verschiedenster Art. So kann man zum  Beispiel Elektroden aus Metall, beispiels  weise Gold, Platin, Kupfer, Silber, Zink,  Kobalt, Aluminium und dergleichen verwen  den. Ebenso kann man aber auch Elektroden  aus Kohle, Magnetit und andern Materialien  benutzen, die zur Herstellung von Elektro  den für galvanische Elemente üblich sind.  Besonders vorteilhaft ist das neue Verfah  ren dann, wenn mindestens die von dem  Wasser nach Zusatz des Chlors oder der  gleichen umspülte Elektrode, gegebenenfalls  aber auch noch die andere Elektrode, aus  einem Material besteht, das auf der posi  tiven Seite einer elektrischen Spannungsreihe  liegt, in der Wasserstoff gleich Null ist.  Solche Stoffe sind beispielsweise Gold, Pla  tin, Kupfer und Kohle.

   Dabei ist man nicht  gezwungen, zwei Elektroden aus verschie  denem Material zu verwenden. Man erhält  nämlich auch gute Ergebnisse, wenn man  mit zwei Elektroden aus dem gleichen Ma  terial, beispielsweise Gold, Platin oder Kup  fer arbeitet, wobei es allerdings erforderlich  ist, den Stromkreis nur periodisch zu schlie  ssen, während man bei verschiedenen Elek  troden mit einem dauernd geschlossenen  Stromkreis arbeiten kann.  



  Bei der Durchführung des Verfahrens  gemäss der Erfindung können die Elektroden  an entsprechenden Stellen der Hauptwasser  leitung in das unbehandelte und das behan  delte Wasser eintauchen. Sie sind also vor  und nach der Zuführungsstelle des Chlors  oder dergleichen in die Hauptwasserleitung  angeordnet. Da man dabei aber Elektroden  abstände von etwa 5 bis 20 m oder mehr  verwenden muss, ist es vorteilhaft, die Elek  troden mit ganz geringem Abstand vonein-    ander in einer elektrolytischen Zelle anzu  ordnen, in der die eine Elektrode von dem  behandelten und die andere Elektrode von  dem unbehandelten Wasser umspült wird.

    Eine elektrolytische Zelle besteht zum Bei  spiel aus einem Gefäss mit Überlauf, in das  Rohrleitungen, beispielsweise gläserne Rohr  stücke, eintauchen, die mit Leitungen, ver  bunden sind, die derart zur Hauptleitung  führen, dass einmal unbehandeltes und an  derseits behandeltes Wasser der Zelle zuge  führt wird. Die Elektroden sind dann in  diesen Rohrstücken angeordnet, so dass stän  dig eine Elektrode von behandeltem und die  andere Elektrode von unbehandeltem Was  ser umspült wird. Diese beiden Wasser  ströme mischen sich dann in der Zelle und  laufen durch den Überlauf ab.  



  Wenn man eine selbsttätige Regelung  der Zufuhr des Reinigungsmittels zum Was  ser oder Abwasser in Abhängigkeit von  ihrem jeweiligen Gehalt an diesen Stoffen  herbeiführen will, empfiehlt es sich, das  Galvanometer, das zur Messung des zwischen  den beiden Elektroden erzeugten Stromes  dient, zur Steuerung eines Reglers für die  Dosierung der Zufuhr von Chlor oder der  gleichen zu verwenden. Dieser Regler kann  verschiedener Art sein. Er kann zum Bei  spiel direkt den Austritt des Chlors oder der  gleichen, aus dem Vorratsbehälter regeln  oder indirekt in eine Leitung eines Hilfs  wasserstromes eingeschaltet sein, der zum Bei  triebe einer der üblichen Dosierungsanlagen  für Chlor oder dergleichen dient.

   Das Gal  vanometer ist vorteilhaft in eine Kompen  sationsschaltung, zum Beispiel nach Art der  Wheatstoneschen Brücke, eingeschaltet, in  der der Stromfluss derart kompensiert ist,  dass der das Galvanometer enthaltende Teil  der Schaltung stromlos ist, wenn beide Elek  troden von unbehandeltem Wasser umspült  werden. An Stelle der Einschaltung des  Galvanometers in eine Kompensationsschal  tung mit Wheatstonescher Brücke kann man  aber auch dem das Galvanometer aufwei  senden Stromkreis einen     Stromkreis    eines  galvanischen Elementes     entgegenschalten,         das die gleichen Elektroden mit unbehan  deltem Wasser als Elektrolyt enthält.  



  Bei der Durchführung des neuen Ver  fahrens zur selbständigen Regelung der Zu  fuhr von Chlor oder dergleichen zu strömen  dem Wasser oder Abwasser wird es in vielen  Fällen zweckmässig sein, das zuzuführende  Chlor oder dergleichen dem Wasser in zwei  Teilströmen zuzuleiten, von denen nur der  eine den Spitzenbedarf zuführende Teilstrom  erfindungsgemäss selbsttätig geregelt wird,  während der andere konstant bleibt.  



  In der Zeichnung sind in zwei Figuren  zwei verschiedene Anlagen zur Durchfüh  rung des neuen Verfahrens schematisch dar  gestellt. Es zeigen:  Fig. 1 eine Anlage, bei der die Elek  troden an entsprechenden Stellen im Haupt  wasserstrom angeordnet sind,  Fig. 2 eine Anlage, bei der die Elektro  den in einer elektrolytischen Zelle angeord  net sind und nur der Spitzenbedarf der Zu  fuhr an Chlor zum Wasser oder Abwasser  erfindungsgemäss geregelt wird.  



  Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh  rungsform der Vorrichtung strömt das zu  behandelnde Wasser von links nach rechts  in einer Rohrleitung 1, der das Chlor, vor  zugsweise als Chlorwasser, über die Rohr  leitung 2 zugeführt wird. Vor der Chlor  zuführung hängt im Wasser eine Elektrode  3a und hinter der Chlorzuführung eine Elek  trode 3b, die durch Leitungen, mit einem  Galvanometer 4 verbunden sind. Zu beiden  Seiten des Galvanometerzeigers sind Kon  taktstifte 5a und 5b angeordnet, die mit einer  Stromquelle 6 und den Wicklungen 7a und  7b eines Motors 7 derart verbunden sind,  dass der Motor 7 beim Anschlagen des Gal  vanometerzeigers am Kontaktstift 5a in der  einen und am Kontaktstift 5b in der ent  gegengesetzten Richtung umläuft.

   Dieser  Motor 7 ist mit einem Ventil 8 in einer  von der Chlorflasche 9 kommenden Leitung  9a derart verbunden, dass beim Anschlag des  Galvanometerzeigers am Kontaktstift 5a,  wenn zu wenig Chlor im Wasser vorhanden  ist, das Ventil 8 geöffnet, und wenn zu viel    Chlor im Wasser vorhanden ist, und der  Galvanometerzeiger am Kontaktstift 5a an  schlägt, das Ventil 8 gedrosselt wird. Die  Verbindung zwischen dem Motor 7 und dem  Chlorventil 8 erfolgt zweckmässig durch eine  Zahnrad- und Schneckenübertragung.  



  Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausfüh  rungsform einer Anlage zur Durchführung  des neuen Verfahrens strömt das zu behan  delnde Wasser in einer Hauptwasserleitung  10, der durch die Leitung 11 aus einem Be  hälter 12 Chlorwasser zugesetzt wird, das  durch Lösung von durch eine Vorrichtung  14 dosiertem Chlorgas aus der Flasche 13  erzeugt wird. Von dem Wasser in der Lei  tung 10 wird vor der Zufuhr des Chlor  wassers durch eine Leitung 15 ein Teilstrom  abgezweigt, der der elektrolytischen Zelle  16 zugeführt wird, und zwar durch ein     T-          Rohr    17, in dem die Elektrode 18 aus Kup  fer angeordnet ist.

   Dieser elektrolytischen  Zelle 16 wird ferner durch eine Abzweig  leitung 19 hinter der Chlorzuführungsstelle  in der Hauptwasserleitung 10 mit Chlor be  handeltes Wasser über einen T-Stutzen 20  zugeführt, in dem die andere Elektrode 21  aus Gold angeordnet ist. Das in der Zelle  16 ausserhalb der T-Stücke entstehende Ge  misch von unbehandeltem und behandeltem  Wasser wird durch einen Überlauf 22 abge  leitet, beispielsweise in die Hauptwasserlei  tung 10 hinein.  



  Die beiden Elektroden 18 und 21 sind  mit einer Schaltung 23 verbunden, die eine  Wheatstonesche Brücke darstellt und ein  Galvanometer 24 enthält, dessen Zeiger 25  in ähnlicher Weise wie bei Fig. 1 das Reg  lerventil 26 in einem Hilfswasserstrom  steuert, der durch die Leitung 27 fliesst.  Durch diesen Hilfswasserstrom wird an der  Stauscheibe 29 eine Druckdifferenz erzeugt,  die über die Leitungen 28 und 32 ein Regler  ventil einer Chlordosierungsanlage 31 steuert.  Die Einzelheiten dieser     Chlordosierungsan-          lage    31 üblicher Bauart sind der Einfach  h-eit halber fortgelassen worden.  



  Die mit Hilfe der Dosierungsvorrich  tung '31 in ihrer Menge von der Stellung      des Galvanometerzeigers 25 abhängige, im  Behälter 33 erzeugte Chlorwasserlösung wird  über die Leitung 34 der Leitung 11 zuge  führt, die auch die Chlorwasserlösung aus  dem Behälter 12 der Hauptwasserleitung 10  zuführt.  



  Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeig  ten Anlage ist ohne weiteres aus der Schil  derung der Anlage verständlich. Die Haupt  menge des zur Behandlung des Wassers er  forderlichen Chlors wird konstant zugeführt,  während nur der Spitzenbedarf erfindungs  gemäss geregelt wird. Da der Ausschlag  des Galvanometerzeigers 25 stets von dem  Gehalt des behandelten Wassers an Chlor  abhängt, wird die Spitze des zuzuführenden  Chlors stets in Abhängigkeit von der Stel  lung des Zeigers, das heisst in Abhängig  keit von der zwischen den Elektroden 18  und 21 erzeugten Spannung geregelt.  



  Die Zeigerausschläge eines empfindlichen  Galvanometers reichen vollständig aus, um  die gewünschte Regelung herbeizuführen.  Es wurden beispielsweise folgende Spannun  gen zwischen den Elektroden erzeugt.  



  Die vom gechlorten Wasser umspülte  Elektrode bestand aus Gold, während die  vom noch nicht gechlorten Wasser umspülte  Elektrode aus Kupfer bestand. Setzt man  diese beiden Elektroden in fliessendes Lei  tungswasser, so erhält man eine Spannung  von 110 Millivolt. Wenn das die Goldelek  trode umspülende Wasser 0,05 mg freies  Chlor pro Liter enthält, beträgt die Span  nung 163 Millivolt. Bei 0,06 mg freiem  Chlor im Liter Wasser beträgt die Span  nung 175 Millivolt und bei 0,1 mg freiem  Chlor pro Liter Wasser 203 Millivolt.  



  Verwendet man zwei Goldelektroden, so  erzeugen diese, wenn beide in fliessendem  Leitungswasser stehen, eine Spannung von  17 Millivolt. Enthält das Wasser, das die  eine Elektrode umspült, 0,05 mg freies  Chlor pro Liter, so beträgt die Spannung  53 Millivolt. Bei 0,06 mg freies Chlor pro  Liter herrscht eine Spannung von 61     Milli-          volt,    während 0,1 mg freies Chlor pro Liter    Wasser eine Spannung von 149 Millivolt er  zeugt.  



  Ähnlich günstige Ergebnisse werden mit  anderen Elektrodenpaaren, beispielsweise  Platin oder Gold im gechlorten und Silber  oder Kupfer oder Zink im ungechlorten  Wasser erzielt. Man kann auch mit zwei  Kupferelektroden arbeiten.  



  Bei Wässern oder Abwässern mit einem  hohen Chlorbindungsvermögen kann die  Wasserstoffionenkonzentration nach der  Chlorbehandlung derart fallen, dass Unge  nauigkeiten bei der Messung der zwischen  den Elektroden erzeugten Ströme auftreten.  Um diese Fehlerquellen auszuschalten, hat  es sich als zweckmässig erwiesen, dem zur  Messung dienenden gechlorten Wasser vor  der Berührung mit den Elektroden Alkalien  oder Carbonate, beispielsweise durch Über  leiten über Calciumcarbonat, zuzusetzen, die  zu einer Neutralisierung des sauren Wassers  führen. Dabei empfiehlt es sich, auch das  unbehandelte Wasser vor der Messung in  gleicher Weise zu behandeln.  



  Die Erfindung ist nicht auf die Messung  und Regelung des Chlorgehaltes von Was  ser oder Abwasser beschränkt. Sie kann in  gleicher Weise verwendet werden, wenn es  sich um eine Behandlung des Wassers mit  Hypochlorit oder andern Oxydationsmitteln  handelt. Ebenso kann die Erfindung An  wendung finden bei der Enthärtung oder  Klärung von Wasser mit Soda, Ätznatron,  Phosphaten, Aluminiumsulfat oder derglei  chen. Das neue Verfahren bewährt sich in  allen Fällen, bei denen wasserlösliche che  mische Substanzen als Wasserreinigungsmit  tel dem Wasser oder Abwasser zugesetzt und  durch Bestandteile des, Wassers verändert  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Anzeigen und zur Rege lung des Gehaltes von strömendem Wasser oder Abwasser an chemischen Wasserreini gungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, da,ss die zwischen zwei Elektroden, von denen die eine von dem Wasser vor dem Zusatz des Reinigungsmittels und die andere von dem Wasser nach dem Zusatz des Reinigungs mittels umspült wird, erzeugte Spannung gemessen, und nach dieser Messung die Zu fuhr des Wasserreinigungsmittels zum Was ser geregelt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass mindestens die von dem Wasser nach Zusatz des Wasserreinigungsmittels umspülte Elek trode aus einem Metall besteht, das auf der positiven Seite einer elektrischen Spannungsreihe liegt, in der Wasserstoff gleich Null ist. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass beide Elek troden aus Metallen bestehen, die auf der positiven Seite der elektrischen Spannungsreihe liegen. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass beide Elek troden aus dem gleichen Metall bestehen. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Elektro den an entsprechenden Stellen in das un behandelte und behandelte Wasser in der Hauptleitung eintauchen. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Elektro den in einer elektrolytischen Zelle ange ordnet sind, in der die eine von behan deltem und die andere von unbehandel tem Wasser umspült wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die zwischen den Elektroden gemessene Spannung zur Steuerung des Reglers für die Zufuhr des Wasserreinigungsmittels zum Was ser verwendet wird 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Reglers durch ein Galvanometer be wirkt wird, das in den Stromkreis zwi schen den beiden Elektroden eingeschal tet ist. 8. Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass das Galvano meter in eine Kompensationsschaltung nach Art der Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet ist und der Stromfluss der art kompensiert wird, dass der das Gal vanometer enthaltende Teil der Schal tung stromlos ist, wenn beide Elektroden mit unbehandeltem Wasser in Berührung sind. 9.

   Verfahren nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass dem mit ein geschaltetem Galvanometer ausgerüste ten Stromkreis der Stromkreis, eines gal vanischen Elementes entgegengeschaltet wird, das die gleichen Elektroden mit unbehandeltem Wasser als Elektrolyt enthält. 10. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass das zuzufüh rende Wasserreinigungsmittel in zwei Teilströmen zugeführt wird, von denen nur der den Spitzenbedarf zuführende Teilstrom gemäss Unteranspruch 6 gere gelt wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass oxydierende Wasserreinigungsmittel verwendet wer den. 12. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass Chlor als Wasserreinigungsmit tel verwendet wird.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch zwei Elektroden, von denen die eine von unbehandeltem und die andere von be handeltem Wasser umspült wird, und die über ein Galvanometer miteinander verbunden sind, dessen Zeiger das Reglerorgan für die Zufuhr des Wasserreinigungsmittels zum strömenden Wasser steuert. UNTERANSPRÜCHE: 13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeiger des Galvanometers das Reglerorgan für die Zufuhr des Wasserreinigungsmittels über elektrische Kontakte steuert. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Regler organ für die Zufuhr des Wasserreini gungsmittels elektrisch angetrieben ist. 15.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine elektroly tische Zelle, in der die beiden Elektro den in Rohren angeordnet sind, von denen eines mit einer Leitung verbunden ist, die unbehandeltes Wasser aus der Hauptwasserleitung zuführt, während das andere mit einer Leitung in Verbin dung steht, die behandeltes Wasser aus der Hauptleitung zuführt. 16. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Gal vanometer in eine Kompensationsschal tung eingeschaltet ist. 17. Vorrichtung nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Kom pensationsschaltung eine Schaltung nach Art der Wheatstoneschen Brücke ver wendet wird. 18.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gal vanometerstromkreis ein Stromkreis eines galvanischen Elementes entgegengeschal- tet ist, das die gleichen Elektroden mit unbehandeltem Wasser als Elektrolyt enthält.